JP3577631B2 - 成形容器内異物除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空容器内の異物を除去するための異物除去装置に関する。特に、飲料充填前の空容器内における異物の万一の存在も排除するのに好適な成形容器内異物除去装置に関する。
【０００２】
本明細書においては、成形容器としてプラスチック製の飲食物用容器、より具体的には飲料用容器を例に採り説明するが、本発明は、他の材質、例えば、セラミックス、ガラス、金属製の容器についても適用可能であり、さらには、他の用途、例えば、薬品用容器等にも適用可能である。
【０００３】
【従来の技術】
プラスチック製の飲料用の空容器に飲料を充填する飲料充填プラントにおけるフローシート（流れ図）の一例を示す。
【０００４】
基本的には、容器貯蔵タンク１２、容器整立機（容器整列起立機）１４、印刷機１８及び飲料充填機２０が、工程の流れに沿って配置されている。そして、容器貯蔵タンク１２と容器整立機１４との間は、容器輸送管２２により接続され、又、容器整立機１４、印刷機１８及び飲料充填機２０に沿って第一コンベア１６、第二コンベア１７が配置されて、順次各工程へ搬送可能とされている。なお、飲料充填プラントは、通常、無塵・無菌工場に設置されている。
【０００５】
飲料充填プラントの流れの概略を以下に説明する。飲料充填プラントは、生産性の見地から、通常、高速連続充填で運転する。例えば、６５ｍＬの飲料用容器の場合、１プラント当りの処理量は約６００個／ｍｉｎ（３６０００個／ｈ）と高速充填である。
【０００６】
容器貯蔵タンク１２内には、通常、非常に多数個（例えば、２０万〜４０万個）の空の飲料容器（以下「空容器」という。）が投入されている。飲料容器（空容器）は、通常、プラスチック材料（例えば、ポリスチレン）からブロー成形等により製造されたものを使用する。
【０００７】
容器貯蔵タンク１２の容器輸送管２２と接続する底部出口（図示せず）を開として、容器貯蔵タンク１２内の空容器は、通常、エア搬送及び上方容器の重量圧等により、容器整立機１４へ順次送り込まれる。このとき送り込みは、飲料充填機２０の充填能力に見合った個数となるように制御されて行われる。
【０００８】
該容器整立機１４は、順次送り込まれて来る空容器を起立（整立）状態とし、第一コンベア１６を経て印刷機１８へ送り込む。印刷機１８により空容器の外側表面にマークその他装飾が印刷される。そして、印刷後の空容器は、第二コンベア１７により飲料充填機２０により飲料が充填・密封されて製品とされる。
【０００９】
上記の如く、飲料充填工程は、成形後の飲料用容器を使用して飲料充填を無埃・無菌工場内で行なうため、空容器内には、本来的には異物が存在することはない。
【００１０】
しかし、空容器内に異物が存在する可能性が全く皆無とはいえない。
【００１１】
このため、異物混入を皆無（ゼロディフェクト）とすることが要望されていた。しかし、当該要望に応えられる異物除去装置は、本発明者らが知る限りにおいては公知ではない。
【００１２】
なお、本発明の発明性に影響を与えるものではないが、特開平８−１３３７７５号公報において、搬送の過程で容器を上下反転させるとともに、上下反転で下を向いた容器の口部内にエアを吹き込んで、エアブローすることにより、異物を吹き飛ばすようにして、容器内の異物を除去する容器反転装置が提案されている。
【００１３】
しかし、上記容器反転装置は、飲料を飲料用容器に高速連続充填、即ち、高速連続搬送する場合には適していない。飲料充填前の空容器内の異物を除去するには、上記装置は容器の反転時、コンベア全体が反転するため、コンベア上への容器の搬送を一時停止させる必要があるためである。
【００１４】
本発明は、高速連続搬送される空容器内における異物の万一の存在を排除することができる成形容器内異物除去装置及び異物除去方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究・開発に努力する過程で、下記構成の成形容器内異物除去装置に想到した。
【００１６】
多数個の空の成形容器（空容器）をそれぞれ所定位置まで連続的に起立（立設）搬送する前側搬送手段（第一搬送手段）と後側搬送手段（第二搬送手段）との間に配置される成形容器内異物除去装置であって、
第一搬送手段から送り込まれて来る空容器を連続的に反転／起立させて第二搬送手段へ送り出す反転／起立搬送手段と、反転状態の空容器の内部に向かって流体を噴射する噴射口又は噴射ノズルを備えた流体噴射手段とを備え、
反転／起立搬送手段が、周面が空容器の送り面とされた回転円盤と、送り面の両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
反転／起立搬送手段が、回転円盤の周面で回転させながら行なうため、流体噴射を連続的に行なうに際して、流体噴射方向が微小に変化して容器隅に向かい易く、異物の除去が、垂直反転させる場合に比して、確実に可能となる。又、第一搬送手段と第二搬送手段の搬送速度に違いが発生しても、回転円盤の回転速度を変更することにより、容易に対処可能となる。
【００１８】
上記構成において、適用する空容器は、通常、プラスチック製である。飲料用として多用されているためである。
【００１９】
流体噴射手段は、気体噴射手段とすることが、液体に比して取り扱いが容易となる。
【００２０】
上記構成において、反転状態の空容器の内部に臨む吸引口又は吸引ノズルを備えた構成とすることが、気体噴射により空容器から落下して来る異物が舞い上がってから容器内に再侵入するおそれをなくすことができる。
【００２１】
適用する空容器がプラスチック製の場合、複数の噴射口又は噴射ノズルを備え、該複数の噴射口又は噴射ノズルの間に位置させて、空容器を除電可能に除電手段をさらに備えた構成とすることが、静電付着した異物を確実に除去可能となる。
【００２２】
除電手段としては、通常、空容器に対してイオン供給が可能な除電機が、非接触除電できて実際的である。
【００２３】
本発明の異物除去装置は、空容器として、充填前における空容器内の異物の万一の存在を排除する必要がある飲食物充填容器に適用することが、本発明の効果がより顕著となる。
【００２４】
上記異物除去装置を使用しての成形容器内の異物除去方法は、それぞれ下記構成となる。
【００２５】
空の成形容器（空容器）が多数個投入された容器貯蔵タンクから送り込まれて来る前記空容器を起立状態で連続的に充填ステーションまで搬送するに際して、前記空容器内の異物を除去する方法であって、
前記搬送途中で、空容器を、両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材を備えた立設円周面に沿わせて搬送することにより反転／起立させるとともに、
該反転をさせた状態において、前記空容器の内部に向けて気体噴射することを特徴とする。
【００２６】
上記成形容器内の異物除去方法は、空容器をプラスチック製とし、複数回の気体噴射の間で成形容器の除電を行うことが、前記と同様の理由で望ましい。
【００２７】
さらに、気体噴射と同時に気体噴射周囲部の吸引を行なうことが、前記と同様の理由で望ましい。
【００２８】
上記異物除去装置に使用する反転／起立搬送装置の構成は、下記の如くとなる。
【００２９】
多数個の被搬送物をそれぞれ所定位置まで連続的に起立（立設）搬送する前側搬送手段（第一搬送手段）と後側搬送手段（第二搬送手段）との間に配置され、第一搬送手段から送り込まれて来る被搬送物を連続的に反転／起立させて第二搬送手段へ送り出す装置であって、反転／起立手段が、周面が被搬送物の送り面とされた回転円盤と、送り面の両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の異物除去装置の一実施形態、プラスチック製の飲料充填用の空容器に適用する場合を例に採り説明する。
【００３１】
図２は、既設の容器整立機（セレクター）１４に、本実施形態の異物除去装置２４を組み込んだモデル平面図である。
【００３２】
即ち、異物除去装置２４は、セレクター１４から空容器を、それぞれ所定位置（異物除去装置２４、印刷機１８）まで連続的に起立（立設）搬送する前側搬送手段（第一搬送手段）１６ａと後側搬送手段（第二搬送手段）１６ｂとの間に配置されている。なお、前側搬送手段１６ａと後側搬送手段１６ｂの各搬送ラインは、同一ライン上にはなく、平行な別ラインとなっている（図２参照）。空容器２６を回転円盤３６の周面３２を搬送させて反転／起立搬送するためである。そして、前側搬送手段１６ａのラインから後側搬送手段１６ｂのラインに移行させるために、前側搬送手段１６ａの後端部には、直線部Ｓに続いてライン移行路（斜め搬送路）となる屈曲部Ｂを備えている（図４・５参照）。
【００３３】
図３〜５は、本実施形態の異物除去装置の構成を示し、図３は概略一部切り欠き正面図、図４は概略平面図、図５は概略右側面図である（作図等の都合上、各図は部分省略ないし整合しないところがある。）。
【００３４】
第一搬送手段１６ａから送り込まれて来る空の成形容器（空容器）２６を連続的に反転／起立させて第二搬送手段１６ｂへ送り出す反転／起立搬送手段２８と、反転状態の空容器２６の内部に向かって流体を噴射する噴射ノズル（吹き込みノズル）５２ａ、５２ｂ、５２ｃを備えた流体噴射手段３０とを備えている。そして、反転／起立搬送手段２８が、周面が空容器送り面３２とされた回転円盤３６と、空容器送り面３２の両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材（容器ガイド）３８とを備えている。
【００３５】
本装置を組み込む架台ケース７２は側面形状Ｕ字形形状とされている。即ち、ベース部７４と第一立設部７６とで側面形状アングル型を構成する架台ケース本体７８と、該架台ケース７２のベース部７４の上に第一立設部７６と対面させて固定されている第二立設部８０とからなる。
【００３６】
ここで、反転／起立搬送手段２８は、周面が送り面３２とされ垂直面（図２における時計回り方向）駆動される回転円盤３６と、送り面３２の両側に配置された落下防止機能を備えたガイド部材（容器ガイド）３８を備えている。
【００３７】
ここで、回転円盤３６の回転軸５０は、第一立設部７６及び第二立設部８０の対向壁面内側に取り付けられた第一・第二ベアリング（軸受け）５１、５３により回転自在に支持され、該回転軸５０は、第一立設部７６の外方壁面外側に取り付けられた円盤用ギアドモータ（歯車付電動機）４８の出力軸４９と結合されて駆動回転されるようになっている。
【００３８】
また、ガイド部材３８は、外側が回転軸５０にガイド板保持ベアリング３９を介して結合させた円板３４ａと、内側が第一立設部の内側から延設されたブラケットに結合させた円環板３４ｂとで本体を構成し、円板３４ａ及び円環板３４ｂの内側に、それぞれガイド滑り板４０、４０を貼り付けたものである（図６参照）。各ガイド滑り板４０は、空容器２６の落下防止機構を容器２６の中間くびれ２６ａに係合する凸条４０ａを内側に備えている。なお、ガイド滑り板４０、４０の形成材料は、通常、滑り性の良好なふっ素樹脂、ポリアセタール等の硬質合成樹脂で形成するが、当然、金属等でプレス加工等により一体形成してもよい。
【００３９】
ここでは、落下防止機能は、容器２６と凸条４０ａによる係合手段によったが、これに限られることなく、磁石手段や真空吸着手段等によってもよい。
【００４０】
そして、本実施形態では、前述の如く、前側搬送手段１６ａ、後側搬送手段１６ｂは、平行な別ラインとなっている（図２参照）。各搬送路３１は、基本的には、図２のＡ−Ａ断面の如く、チャンネル状の滑り搬送路３１及びチャンネルの一側面を切り欠いて容器を側面駆動して搬送する搬送側面ベルト４２、６６、７０とからなる。なお、滑り搬送路の両側壁内側には、前述と同様、ガイド滑り板４０、４０が貼着されている。
【００４１】
そして、前側搬送手段１６ａは、直線部Ｓと下方さらには横方向（幅方向）へ屈曲する屈曲部Ｂとから、後側搬送手段１６ｂは直線部Ｓのみからなる。なお、屈曲部Ｂは、後側搬送手段１６ｂ側に設けてもよい。
【００４２】
したがって、前側搬送手段１６ａにおいては、第一搬送側面ベルト４２と、屈曲部下方側に配設する第二搬送側面ベルト６６を備えている。また、後側搬送手段１６ｂは、直線部Ｓのみであるので第三搬送側面ベルト７０のみである（図２参照）。なお、前側搬送手段１６ａの屈曲部Ｂの幅方向変更部は斜め下方へ傾斜する構成であるため、第二搬送側面ベルトは必然的ではない。
【００４３】
なお、各搬送側面ベルト４２、６６、７０は、各第一・第二・第三ベルト用ギアドモータ６２、６３（第三ベルト用ギアドモータは図示せず）に取り付けられた各第一・第二・第三原動プーリ４４、６４、６９と各一対の前・後ローラ４６、４７（６７、６８）（９２、９３）とで三点支持されて構成されている。図例中、６５はテンションローラである。
【００４４】
なお、第一ベルト用ギアドモータ６２は、架台ケース７２の第一立設部７６天井壁下側に取り付けられ、前・後従動ローラ４６、４７は、それぞれ、該天井壁から導入側方向に伸びる第一ブラケット８２及び前後に伸びる第二ブラケット８４に支持されている。
【００４５】
また、第二ベルト用ギアドモータ６３は、第一立設部７６の内側壁に取り付けられた補助架台ケース８６内側に取り付けられ、前・後従動ローラ６７、６８は、補助架台ケース８６に支持されている。
【００４６】
そして、流体噴射手段３０は、本実施形態では、空容器が飲料を充填するものであり、エア噴射手段である。エア以外の、他の気体（例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガス）であってもよく、さらには、水、超純水等の液体であってもよい。
【００４７】
具体的には、エア噴射手段３０は、工場共用コンプレッサ系統にて除菌して無菌であるエアを噴射可能にエア配管５４が回転円盤３６の下方直下に回りこんで形成され、略軸線位置とその手前約１０°及び約３５°位置に３本の噴射ノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃが形成されている。本実施形態では、必然的ではないが各噴射ノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、エア吸引ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃ内に臨んで形成されている。このエア吸引ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃは、エア配管５４を途中から内包して回転円盤３６の下方直下に回り込んで形成された真空配管５７に形成されている。真空配管５７は、吸引用ブロア２５に接続されている。なお、図例中５６は、万一の大きな異物を受ける異物受けである。
【００４８】
さらに、第一・第二噴射ノズル５２ａ、５２ｂの間には、空容器に対してイオン供給（コロナ放電による。）が可能な除電機（除電手段）６０が配置されている。具体的には、キーエンス社から「超小型スポットタイプ高速除電器ＳＪ−Ｓ」の商品名で製造販売されているＩ．Ｃ．Ｃ．方式の除電機を好適に使用できる。ここで「Ｉ．Ｃ．Ｃ．方式」とは、「Ｉｏｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ」の略で、対象物の帯電に応じてイオンバランスとイオン生成量をコントロールする方式をいう。その他ＤＣ方式（直流電圧を印加してコロナ放電を行なう方法）、 ＡＣ方式（交流電圧を印加してコロナ放電を行なう方法）等の除電機も勿論使用可能である。
【００４９】
次に、本実施形態の使用態様について説明をする。
【００５０】
まず、円盤用ギアドモータ４８および第一・第二・第三ベルト用ギアドモータ６２、６３（第三ベルト用ギアドモータは図示せず）を起動させて、回転円盤３６及び第一・第二・第三搬送側面ベルト４２、６６、７０を駆動させる。当然、これらの搬送装置は、同期運転される。
【００５１】
また、加圧エア配管のバルブを開とし、吸引用ブロア２５を起動させるとともに除電機６０の電源もオン状態とする。すると、各噴射ノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び吸引ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃが作動状態となるとともに、除電機６０も作動状態となる。
【００５２】
この状態で、容器整立機１４と容器貯蔵タンク１２との間の容器輸送管２２を導通状態とするとともに容器整立機１４を起動させる。
【００５３】
すると、容器貯蔵タンク１２内の空容器は、重力の作用で輸送管２２から容器整立機１４へ送り込まれ、容器整立機１４で起立状態となって、順次、前側搬送路へ送出されて来る。そして、第一搬送側面ベルト４２により空容器２６は起立状態を維持しながら前側搬送路１６ａの直線部Ｓを滑り屈曲部（ライン変更路）Ｂへ送り込まれる。そして、さらに屈曲部Ｂの下方ライン変更部で第二搬送側面ベルト６６により回転円盤３６の容器送り面３２に強制送出される。
【００５４】
そして、円盤３６の回転により容器送り面３２で強制搬送されながら、後側搬送路１６ｂに送出される。そして、後側搬送路１６ｂでも、第三搬送側面ベルト７０により強制送出されて、印刷機１８へ、さらには飲料充填装置２０へ従来と同様にして搬送される。
【００５５】
ここでは、連続搬送させる場合を例に採ったが、間欠搬送でもよい。例えば、整立された空容器相互のピッチ距離を移動（搬送）後、１〜２秒後保持して、再度、前記ピッチ距離を移動（搬送）することを繰り返す。
【００５６】
上記において、空容器２６内に万一異物が存在している場合、下記の如くに除去される。
【００５７】
まず、空容器が反転状態となるため、大きな異物は、略反転状態となるときに落下する。
【００５８】
そして、微小異物は、まず、第一噴射ノズル５２ａからエア噴射により空容器内から剥離落下する。これで、通常の空容器内の異物は除去される。
【００５９】
さらに、静電付着している微小異物は、除電機６０により除電され、第二噴射ノズル５２ｂさらには第三噴射ノズル５２ｃからの二度のエア噴射により確実に剥離落下する。
【００６０】
なお、上記各空容器内から剥離落下した微小異物は、各噴射ノズル５２ａ、５２ｂ、５２ｃと同心的に配された吸引ノズル５８ａ、５８ｂ、５８ｃ内により吸引されるため、微小異物が舞い上がって空容器内に再度侵入することがない。
【００６１】
なお、図５に示す形状において、形状寸法が、高さｈ：約７５ｍｍ、本体径Ｄ：約４０ｍｍ、開口径ｄ：約２０ｍｍのポリスチレン製容器について、本実施形態の異物除去装置を用いて異物除去を行なう場合の運転条件は、例えば、下記の如くになる。
【００６２】
処理個数：３６０００個／ｈ、噴射ノズル／容器開口間距離：約３ｃｍ、
噴射圧：約０．０１Ｍｐａ、吸引ブロア馬力：１．５ｋＷ、除電機：「ＳＪ−Ｓ０２０」
【００６３】
上記実施形態以外であっても、 本発明の要旨を逸脱しなければ、 各個所に適宜設計変更を施すことができる。
【００６４】
なお、上記異物除去以外にも、本発明の下記構成の反転搬送装置は、各種分野（乾燥・洗浄・塗装等各種処理）において使用の可能性が期待できる。
【００６５】
「多数個の被搬送物を所定位置まで連続的に起立（立設）搬送する前側搬送手段（第一搬送手段）と後側搬送手段（第二搬送手段）との間に配置され、
前記第一搬送手段から送り込まれて来る被搬送物を連続的に反転／起立させて前記第二搬送手段へ送り出す装置であって、
前記反転／起立手段が、周面が前記空容器の送り面とされた回転円盤と、前記送り面の両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材とを備えていることを特徴とする。」
すなわち、 本発明の流体噴射手段等を設ける代わりに、 乾燥手段や、 洗浄手段、塗装手段等を設けるだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異物除去装置を適用可能な飲料充填用プラントのフローシート（流れ図）である。
【図２】本発明の異物除去装置を組み込んだ飲料充填用プラントの要部流れ図である。
【図３】本発明の異物除去装置の一実施形態を示す正面概略図である。
【図４】同じく平面概略図である。
【図５】同じく右側面概略図である。
【図６】本発明の異物除去装置に適用する空容器の全体図及びその落下防止機能を示すモデル図である。
【符号の説明】
１６ａ ：前側搬送手段
１６ｂ ：後側搬送手段
２４ ：異物除去装置
２６ ：空容器
２８ ：反転／起立搬送手段
３２ ：容器送り面（回転円盤の周面）
３４ ：容器ガイド部材
３６ ：回転円盤
３８ ：容器ガイド部材
４２ ：第一搬送側面ベルト
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ ：気体噴射口（エア噴射ノズル）
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ ：真空吸引口（エア吸引ノズル）
６０ ：除電手段（除電機）

Claims (11)

1. 多数個の空の成形容器（以下「空容器」という。）をそれぞれ所定位置まで連続的に起立（立設）搬送する前側搬送手段（第一搬送手段）と後側搬送手段（第二搬送手段）との間に配置される成形容器内異物除去装置であって、
   前記第一搬送手段から送り込まれて来る前記空容器を連続的に反転／起立させて前記第二搬送手段へ送り出す反転／起立搬送手段と、反転状態の前記空容器の内部に向かって流体を噴射する噴射口又は噴射ノズルを備えた流体噴射手段とを備え、
   前記反転／起立搬送手段が、周面が前記空容器の送り面とされた回転円盤と、前記送り面の両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材とを備えていることを特徴とする成形容器内異物除去装置。
2. 前記空容器がプラスチック製であることを特徴とする請求項１記載の成形容器内異物除去装置。
3. 前記流体噴射手段がエア噴射手段であることを特徴とする請求項１記載の成形容器内異物除去装置。
4. 反転状態の前記空容器の内部に臨む吸引口又は吸引ノズルを備えた吸引手段をさらに備えていることを特徴とする請求項３記載の成形容器内異物除去装置。
5. 前記流体噴射手段の噴射口又は噴射ノズルが前記吸引手段の吸引ノズル内に臨んで配置されていることを特徴とする請求項４記載の成形容器内異物除去装置。
6. 前記エア噴射手段が、複数の噴射口又は噴射ノズルを備え、該複数の噴射口又は噴射ノズルの間に位置させて、前記空容器を除電可能に除電手段をさらに備えていることを特徴とする請求項４記載の成形容器内異物除去装置。
7. 前記除電手段が、前記空容器に対してイオン供給が可能な除電機であることを特徴とする請求項６記載の成形容器内異物除去装置。
8. 前記空容器が、飲食物充填容器であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の成形容器内異物除去装置。
9. 空容器が多数個投入された容器貯蔵タンクから送り込まれて来る前記空容器を起立状態で連続的に充填ステーションまで搬送するに際して、前記空容器内の異物を除去する方法であって、
   前記搬送途中で、空容器を、両側に配置され落下防止機能を備えたガイド部材を備えた立設円周面に沿わせて搬送することにより反転／起立させるとともに、
   該反転をさせた状態において、前記空容器の内部に向けて気体噴射することを特徴とする成形容器内の異物除去方法。
10. 前記空容器がプラスチック製であり、前記気体噴射を複数回とし、該複数回の気体噴射の間で前記成形容器の除電を行うことを特徴とする請求項９記載の成形容器内の異物除去方法。
11. 前記気体噴射と同時に気体噴射周囲部の吸引を行なうことを特徴とする請求項９記載の成形容器内の異物除去方法。

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